生理学章呼吸人卫第八临床本科

生理学章呼吸人卫第八临床本科第1页/共65页呼吸（respiration）机体与外环境之间的气体交换过程外呼吸肺通气肺换气气体运输内呼吸组织换气2第2页/共65页第一节肺通气3第3页/共65页病例——气胸4患者男性，64岁，因车祸急诊入院。患者面色苍白，呼吸困难，声音微弱。检查见血压82/54mmHg；右胸部大面积皮下瘀斑，右侧胸廓饱满，气管左移，呼吸时胸廓运动减弱，腹部起伏增强。胸部X线见右锁骨粉碎性骨折，右第1~5肋骨骨折，右肺部分萎陷，右胸腔少量积血，纵膈向左移。第4页/共65页案例问题5都有什么原因可以引起呼吸困难？贫血；心源性；肺源性肺通气的动力和阻力患者低血压的原因血压的影响因素患者呼吸时胸部和腹部运动异常的原因？呼吸运动右肺萎陷的原因胸膜腔内压力及其生理作用第5页/共65页学习目标6了解呼吸的环节掌握肺通气的直接动力和原动力熟悉呼吸运动的分类及特点了解肺内压的周期性变化和人工呼吸掌握胸膜腔内压的形成、生理意义第6页/共65页肺通气的解剖基础呼吸道气体通道调节空气防御反射肺泡Ⅰ型上皮细胞Ⅱ型上皮细胞呼吸肌节律性呼吸运动7第7页/共65页一、肺通气的原理8肺通气的动力直接动力：肺内压-大气压原动力：呼吸肌收缩和舒张所引起的胸廓节律性扩张和缩小（呼吸运动）吸气肌肋间外肌膈肌呼气肌肋间内肌腹肌第8页/共65页呼吸运动的型式9根据参与的呼吸肌不同腹式呼吸（abdominalbreathing）：以膈肌为主胸式呼吸（thoracicbreathing）：以肋间外肌为主根据用力程度不同平静呼吸（12~18次/分）吸气主动，呼气被动用力呼吸吸气主动，呼气主动呼吸困难（dyspnea）第9页/共65页肺内压10肺泡内的压力周期性变化人工呼吸第10页/共65页胸膜腔内压11胸膜腔内压的形成=肺内压-肺回缩力=大气压-肺回缩力=-肺回缩力胸廓的自然容积>肺的自然容积第11页/共65页胸膜腔内压12生理意义维持肺的扩张状态促进静脉血和淋巴回流气胸（pnermothorax）第12页/共65页案例问题13都有什么原因可以引起呼吸困难？贫血；心源性；肺源性肺通气的动力和阻力患者低血压的原因血压的影响因素患者呼吸时胸部和腹部运动异常的原因？呼吸运动右肺萎陷的原因胸膜腔内压力及其生理作用第13页/共65页小结14知识点1：肺通气的动力记忆：肺通气的直接动力、原动力；呼吸运动的分类，平静呼吸、用力呼吸的特点理解：肺内压的周期性变化应用：肺通气动力异常导致的呼吸困难；呼吸运动异常知识点2：胸膜腔内压记忆：胸膜腔负压的形成机制理解：呼吸时胸膜腔负压的变化；胸膜腔负压的生理意义应用：气胸对机体的影响第14页/共65页病例——哮喘15患者女性，22岁。有很长的哮喘发作史，由于严重的呼吸困难送入医院急诊室。此时发作的哮喘不能用平常自备的抗组胺药物控制。患者呼吸困难，非常焦虑，有轻微的发绀、出汗、气喘，心率120次/分。输氧和应用肾上腺素治疗后，患者症状明显缓解。患者不发作时，呼吸功能基本正常，此时患者吸入组胺或者乙酰甲胆碱后，反映呼气指标显著下降（支气管激发试验）。第15页/共65页案例问题16哮喘引起呼吸困难的原因？肺通气阻力抗组胺药和肾上腺素为什么可以用于治疗哮喘？组胺和乙酰甲胆碱为什么能够诱发哮喘发作？消化道平滑肌的神经体液调控都有哪些指标可反映肺通气功能？患者可能有哪些指标的异常？肺通气功能的评价第16页/共65页学习目标17了解肺通气阻力的分类掌握肺弹性阻力对呼吸的作用、来源，以及肺泡表面活性物质分泌细胞、主要成分、生理意义熟悉胸廓弹性阻力对呼吸的作用熟悉气道阻力的神经调节和体液调节了解肺容积和肺容量的组成熟悉潮气量的概念、余气量的临床意义、功能余气量的生理意义；掌握用力呼气量的概念及其临床意义了解肺通气量；掌握肺泡通气量的概念、意义第17页/共65页肺通气的阻力18弹性阻力（70%，平静呼吸的主要阻力）肺的弹性阻力胸廓的弹性阻力顺应性=1/弹性阻力非弹性阻力（30%）气道阻力惯性阻力组织的黏滞阻力第18页/共65页肺的弹性阻力19吸气的阻力，呼气的动力肺自身的弹性成分（1/3）肺泡表面张力（2/3）第19页/共65页肺泡表面活性物质Ⅱ型肺泡上皮细胞二棕榈酰卵磷脂降低肺泡表面张力降低吸气阻力维持肺泡的稳定性P（肺泡内压强）=2T（表面张力）/r（肺泡半径）防止肺水肿的发生20第20页/共65页胸廓的弹性阻力胸廓的弹性成分21第21页/共65页非弹性阻力惯性阻力（inertialresistance）黏滞阻力（viscousresistance）气道阻力（airwayresistance）气流速度：正比气流形式：层流小；湍流大气道管径22第22页/共65页气道阻力气道管径的影响因素跨壁压肺实质对气道壁的牵引自主神经系统的调节迷走神经：收缩气道平滑肌交感神经：舒张气道平滑肌化学因素的影响舒张因素：儿茶酚胺，前列腺素E2收缩因素：前列腺素F2α，组胺，白三烯，CO223第23页/共65页二、肺通气功能的评价24肺容积：不同状态下肺所能容纳的气体量潮气量400~600ml补吸气量1500~2000ml补呼气量900~1200ml余气量1000~1500ml第24页/共65页二、肺通气功能的评价25肺容量：肺容积中两项或者两项以上的联合气体量深吸气量=潮气量+补吸气量功能余气量=余气量+补呼气量缓冲呼吸过程中肺泡内气体分压的变化幅度肺活量=补吸气量+潮气量+补呼气量男性：3500ml；女性：2500ml用力肺活量用力呼气量肺总量第25页/共65页二、肺通气功能的评价26肺通气量：每分钟吸入或呼出的气体量每分通气量=潮气量*呼吸频率（6~9L/分钟）最大随意通气量=肺活量*最大通气频率（150L/分钟）无效腔气量（150ml）解剖无效腔；肺泡无效腔肺泡通气量=（潮气量-无效腔气量）*呼吸频率呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量810008000680016500800056003225080003200第26页/共65页案例问题27哮喘引起呼吸困难的原因？肺通气阻力抗组胺药和肾上腺素为什么可以用于治疗哮喘？组胺和乙酰甲胆碱为什么能够诱发哮喘发作？消化道平滑肌的神经体液调控都有哪些指标可反映肺通气功能？患者可能有哪些指标的异常？肺通气功能的评价第27页/共65页小结28知识点3：肺通气的阻力记忆：肺弹性阻力的来源，肺泡表面活性物质的来源、主要成分、作用；气道阻力与气道半径的关系以及调节理解：肺弹性阻力和胸廓弹性阻力对呼吸的影响；肺泡表面活性物质的生理意义应用：哮喘的药物治疗知识点4：肺通气功能的评价记忆：潮气量、用力呼气量、肺泡通气量的概念理解：功能余气量、肺泡通气量的生理意义应用：评价指标的临床意义第28页/共65页第二节肺换气和组织换气29第29页/共65页病例——肺炎30患者男性，35岁。因为咳嗽和呼吸短促就诊。胸片显示左肺大量渗出，诊断为肺炎。患者呼吸空气时PaO2是52mmHg，PaCO2是39mmHg，pH是7.42，每分通气量是12L/min。给予患者抗生素治疗，同时给患者吸95%氧浓度的空气后，PaO2是65mmHg，PaCO2是35mmHg，pH是7.46。第30页/共65页案例问题31患者PaO2、PaCO2是否正常？为什么？肺换气的影响因素吸氧后患者的PaO2分压改善的原因是什么？气体交换的原理患者吸氧前后PaCO2降低和pH升高的原因？酸碱平衡的维持第31页/共65页学习目标32了解气体交换的方式、影响因素熟悉O2和CO2气体扩散速率的差异及其原因熟悉肺换气的影响因素掌握通气/血流比值的概念、生理意义以及异常对机体的影响第32页/共65页一、气体交换的基本原理33交换方式：单纯扩散交换动力：分压差第33页/共65页一、气体交换的基本原理34气体扩散速率第34页/共65页肺换气过程肺扩散容量气体在单位分压差的作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体毫升数二、肺换气35第35页/共65页影响肺换气的因素36呼吸膜的厚度呼吸膜的面积第36页/共65页影响肺换气的因素37通气/血流比值（0.84）肺泡通气量（4.2L/分钟）/每分钟肺毛细血管血流量（5/分钟）<0.84功能性动静脉短路>0.84肺泡无效腔增大第37页/共65页案例问题38患者PaO2、PaCO2是否正常？为什么？肺换气的影响因素吸氧后患者的PaO2分压改善的原因是什么？气体交换的原理患者吸氧前后PaCO2降低和pH升高的原因？酸碱平衡的维持第38页/共65页小结39知识点5：肺换气记忆：气体交换的方式、动力，气体扩散速率的影响因素；肺换气的影响因素理解：O2和CO2气体扩散速率的差异及其原因；通气/血流比值异常对机体的影响应用：肺部疾病对肺换气的影响以及改善换气功能的治疗第39页/共65页第三节气体在血液中的运输40第40页/共65页病例——一氧化碳中毒41患者女性，25岁，因天气寒冷，用煤球生火，关窗取暖。同室人员下夜班后闻到室内有浓烈煤烟味，呼唤患者不醒。随即将患者送入医院。患者口唇樱桃红色；张口呼吸，节律不齐；对针刺反应弱，瞳孔对光反射和角膜反射迟钝，睫反射减弱；血压96/63mmHg，心率62次/分。紧急吸入100%纯氧后，血气分析显示：PaO2=190mmHg，PaCO2=36mmHg，pH=7.47，动脉血氧饱和度=70%，COHb=30%。第41页/共65页案例问题42CO中毒患者缺氧为何不出现紫绀，反而口唇呈樱桃红色？紫绀的原因及临床意义什么是动脉血氧饱和度？70%是否能够满足人体需求？Hb与氧结合的量Hb与氧亲和力的影响因素PaO2与血氧饱和度的关系是什么？氧解离曲线第42页/共65页学习目标43熟悉O2的运输形式、Hb与氧结合的特征掌握血氧容量、血氧含量和血氧饱和度的概念，发绀的原因和临床意义掌握氧解离曲线的特点，以及影响O2运输的因素了解CO2的运输形式第43页/共65页气体的运输方式44化学结合（主要形式）物理溶解“桥梁”作用形成分压ml/100ml血液动脉血混合静脉血物理溶解化学结合合计物理溶解化学结合合计O20.3120.020.310.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91第44页/共65页一、氧的运输45物理溶解（1.5%）化学结合（98.5%）血红蛋白1个珠蛋白（4聚体）+4个血红素结合4分子氧第45页/共65页一、氧的运输46血红蛋白与氧结合的特征迅速而可逆是氧合而非氧化Hb与O2结合的量Hb（血）氧容量；Hb（血）氧含量；Hb（血）氧饱和度发绀：去氧Hb含量>50g/L氧解离曲线呈S形第46页/共65页氧解离曲线47上段（60~100mmHg）曲线平坦动脉血中段（40~60mmHg）曲线较陡安静状态下的供氧状况氧利用系数：释放的O2/动脉血氧含量下段（15~40mmHg）最为陡直血液中O2的储备第47页/共65页影响O2运输的因素48影响血红蛋白与氧的亲和力P50：氧饱和度50%时的PO2亲和力增加P50降低，曲线左移亲和力减小P50升高，曲线右移pH；PCO2；温度；2,3-DPG波尔效应：酸度对氧亲和力的影响第48页/共65页二、CO2的运输49物理溶解（5%）化学结合碳酸氢盐（88%）受PCO2调控碳酸酐酶氨基甲酰血红蛋白（7%）受氧合作用调节何尔登效应：Hb与O2结合可促进CO2释放，而释放O2之后的Hb容易与CO2结合第49页/共65页案例问题50CO中毒患者缺氧为何不出现紫绀，反而口唇呈樱桃红色？紫绀的原因及临床意义什么是动脉血氧饱和度？70%是否能够满足人体需求？Hb与氧结合的量Hb与氧亲和力的影响因素PaO2与血氧饱和度的关系是什么？氧解离曲线第50页/共65页小结51知识点6：氧的运输记忆：氧的运输形式；氧与血红蛋白结合的特点；血氧容量、血氧含量、血氧饱和度、紫绀的概念；氧解离曲线各段的特点及意义；氧运输的影响因素理解：相关因素对氧运输的影响，波尔效应应用：紫绀、氧解离曲线、影响氧运输因素的临床意义知识点7：二氧化碳的运输记忆：二氧化碳的运输方式理解：何尔登效应第51页/共65页第四节呼吸运动的调节52第52页/共65页病例——阿司匹林中毒53患者女性，19岁，大学生，被其同宿舍的室友发现昏倒在宿舍的地上，伴有呕吐、惊厥，身旁有一空的阿司匹林药瓶。室友拨打120将患者送至医院急诊科抢救。室友告知抢救医生患者因期末考试精神压力较大，并且既往有抑郁症病史，近期一直未服用治疗药物。在医院抢救室，患者意识模糊，伴有低烧和过度通气。尿液药检为阴性，血气分析显示pH7.32，PaCO220mmHg（33~46mmHg），标准HCO3-浓度10mmol/L（22~27mmol/L）。第53页/共65页案例问题54患者过度通气的原因？呼吸运动的神经调节患者血浆pH是否正常？酸碱失衡的原因是什么？血浆正常pH肺在维持酸碱平衡中的作用阿司匹林引起酸碱失衡的原因？对呼吸系统还可能有什么不良反应？花生四烯酸代谢；阿司匹林作用靶点气道平滑肌的调节第54页/共65页学习目标55了解低位脑干的呼吸中枢及其作用掌握化学感受器的部位、敏感刺激及其特点，CO2、O2和H+对呼吸的调节作用及其机制了解肺牵张反射的概念，肺扩张反射的感受器、传入神经、生理意义第55页/共65页一、呼吸中枢与呼吸节律的形成56喘息中枢：产生基本呼吸节律长吸中枢：易化吸气活动呼吸调整中枢：抑制长吸中枢第56页/共65页一、呼吸中枢与呼吸节律的形成57低位脑干呼吸神经元背侧呼吸组（DRG）引起吸气腹侧呼吸组（VRG）引起主动呼气前包钦格复合体呼吸节律起源脑桥呼吸组PBKF核群：呼吸调整中枢限制吸气，促使吸气向呼气转换第57页/共65页二、呼吸的反射调节58化学感受性呼吸反射肺牵张反射肺扩张反射肺萎陷反射呼吸肌本体感受性反射防御性呼吸反射咳嗽反射喷嚏反射第58页/共65页化学感受性反射调节59化学感受器外周化学感受器：缺氧时驱动呼吸颈动脉体：侧重呼吸调节主动脉体：侧